Устройство для диагностики нервно-мышечных заболеваний

 

Изобретение относится к устройствам для диагностики нервно-мышечных заболеваний, позволяет повысить точность диагностики путем анализа вызванных биопотенциалов мышц при электростимуляции нерва и характеристик потенциала действия. Устройство содержит электроды 1-3,усилители 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок 7, блок 8 управления записью, формирователь 9 изображения, вычислительный блок 10, регистратор 11, ocциллockoп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок 15 стимуляции, включающий задающий генератор 16 и выходной блок 17 стимулятора. Устройство имеет следующие режимы работы: режим "стирание", режим регистрации биоэлектрической активности мышц, режим усреднения информации, режим исследования состояния нервно-мышечной передачи, режим измерения скорости проведения возбуждения по двигательному нерву, режим "триггерный запуск". Устройство позволяет анализировать скрытые в luyMax слабые вызванные биопотенциалЬ1 мышц при электростимуляциинерва,измерятьамплитудно-временные характеристики потенциалов действия мышц и скорость проведения возбуждения по двигательным и чувствительным нервам. 2 з.п. ф-лы, З.ил.со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 В 5/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647204/14 (22) 22,12.88 (46) 1,5.02.92. Бюл. М 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (72) С.П. Булгаков, В,П. Гундаров, Т.А. Коланькова, В.Г. Саланин, А.М. Соколова и

В.Г. Сомов (53) 615.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 348211, кл, А 61 М 19/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N670298,,кл. А 61 B 5/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

НЕРВНО-МЫШЕЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (57) Изобретение относится к устройствам для диагностики нервно-мышечных заболеваний, позволяет повысить точность диагностики путем анализа вызванных биопотенциалов мышц при электростимуляции нерва и характеристик потенциала действия. Устройство содержит электроды 1-3, „„5U 1711819 А1 усилители 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок

7, блок 8 управления записью, формирователь 9 изображения, вычислительный блок

10, регистратор 11, осциллоскоп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок

15 стимуляции, включающий задающий генератор 16 и выходной блок 17 стимулятора.

Устройство имеет следующие режимы работы: режим "стирание", режим регистрации биоэлектрической активности мышц, режим усреднения информации, режим исследьвания состояния нервно-мышечной передачи, режим измерения скорости проведения возбуждения по двигательному нерву, режим

"триггерный запуск". Устройство позволяет анализировать скрытые в шумах слабые вызванные биопотенциалы мышц при электростимуляции нерва, - измерять амплитудно-временные характеристики потенциалов действия мышц и скорость проведения возбуждения по двигательным .и чувствительным нервам. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1711819

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано в клинике нервных болезней, ортопедии и протезировании и т.п. при оценке нарушений двигательной функции челове- 5 ка.

Известно устройство для контроля нервно-мышечного блока, содержащее электростимулятор и анализатор ответных биопотенциалов. Электростимулятор снаб- 10 жен электронным реле времени и генератором импульсов тетанизирующей частоты с программирующим блоком, а анализатор биопотенциалов снабжен средством определения разности биопотенциалов, соот- 15 ветствующих ответу на первый и последний импульсы серии, вырабатываемые электростимулятором, что обеспечивает контроль нервно-мышечного блока.

Недостатком известного устройства яв- 20 ляется отсутствие визуального контроля величины ответа биопотенциалов мышц во время стимуляции и отсюда получение практически недостоверных результатов диагностики миастении и таких нервно-мы- 25 шечных заболеваний, как миопатия и невропатия.

Известно также устройство для диагностики миастении, выбранное в качестве прототипа, содержащее усилитель, осцил- 30 лоскоп, электрически соединенный с усилителем, последовательно соединенные преобразователь, подключенный к выходу усилителя, коммутатор, выполненный в виде двоичного счетчика и последовательно 35 соединенных с ним схем совпадений, одни из входов которых соединены между собой, а их выходы подключены к индикатору, выполненному в виде цепочек, последовательно включенных декадных счетчиков и 40 цифровых табло, стимулятор, выполненный в виде последовательно соединенных генераторов низкой частоты и выходного каскада и генератора высокой частоты„ подключенного к выходному каскаду, блок 45 управления, выполненный в виде двух пар последовательно соединенных электронных реле, выходы которых соединены со световым табло, и электронного реле, один из выходов которого, объединенный с выхо- 50 дом одного из электронных реле одной из пар; подключен к дополнительно установленному звуковому сигнализатору, другой его выход подключен к входу другого электронного реле той же пары, а его вход соеди- 55 нен с выходом одного из электронных реле другой пары, при этом блок управления выходами одних из электронных реле обеих, пар соединен с генераторами низкой и высокой частоты соответственно.

Устройство позволяет оперативно решать вопросы диагностики миастении за счет обеспечения автоматической экспрессиндикации биоэлектрических потенциалов мышц при электростимуляции нерва и выявления посттетанических феноменов.

Однако существенным недостатком данного устройства является в целом невысокая точность диагностики миастении, получаемая при использовании специализированных аналоговых средств определения соотношения амплитуд вызванных потенциалов, а также невозможность измерения амплитудно-временных характеристик потенциалов действия мышц и скорости проведения возбуждения по двигательным и чувствительным нервам, что необходимо при диагностике таких нервно-мышечных заболеваний, как невропатия и миопатия различной этиологии, нарушений нервно-мышечной передачи.

Недостатком устройства являйтся также невозможность проведения обработки скрытых в шумах слабых вызванных биопотенциалов мышц, невозможность получения предзадержки и задержки импульса записи биопотенциалов мышц в памяти относительнО импульсов стимуляции, что повышает . точность диагностики нервно-мышечных заболеваний.

Цель изобретения — повышение точности диагностики нервно-мышечных заболеваний путем анализа. вызванных биопотенциалов мышц при электростимуляции нерва и характеристик потенциала действия.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для диагностики нервномышечных заболеваний; на фиг,2 — то же, блока управления записью на фиг,3 — то же, задающего генератора, Устройство для диагностики нервномышечных заболеваний содержит первый 1, второй 2, третий 3 электроды, первый усили-, тель 4, второй усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, буферный запоминающий блок 7, блок 8 управления записью, формирователь 9 изображения, вычислительный блок 10, регистратор 11, осциллоскоп 12, блок 13 индикации, блок 14 синхронизации и блок 15 стимуляции, который содержит задающий генератор 16 и вы-. ходной блок 17 стимулятора.

Блок 8 управления записью содержит делитель 18 частоты, блок 19 установок, дешифратор 20, дешифратор 21 конца записи, формирователь 22 сигналов записи, счетчик

23 записи.

Задающий генератор 16 содержит формирователь 24 импульсов, перестраивае1:711819 ходного блока 17 стимулятора осуществля-. 50 ется через блок 16 задающего генератора и запуск через блок 14 синхронизации. Частота смены информации на экране осциллоскопа 12. будет определяться выбранной величиной длительности развертки — соответствующий переключатель блока 19 установок блока 8 управления записью, и частотой стимуляции. мый делитель 25 частоты, перестраиваемый формирователь 26 длительности импульсов;

Устройство имеет следующие режимы работы: "Стирание", "Регистрация биоэлектрической активности мышц", "Усреднение информации", "Исследование состояния нервно-мышечной передачи", "Измерение скорости проведения возбуждения по двигательному нерву", иТриггерный запуск", Устройство работает следующим образом.

В режиме "Стирание" проводят сброс устройства от результатов предыдущей работы. При нажатии кнопки "Стирание", расположенной по передней панели устройства, происходит сброс вычислительного блока 10, запись нулей на- цифровых индикаторах блока 13 индикации, а также запись нулей в ячейки памяти буферного запоминающего блока 7.

Регистрация естественной биоэлектрической активности мышц осуществляется следующим образом.

При регистрации по первому каналу устройства устанавливают переключатель режима работы блока 19 установок блока 8 управления записью в положение и1". При этом. снятые с первого электрода 1 биопотенциалы мышц поступают на вход первого усилителя 4, усиливаются и далее поступают на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6, который под управлением блока 14 синхронизации преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму, Сигнал в цифровой форме записывается в область памяти 0-0,5 К буферного запоминающего блока 7 и воспроизводится, на первом канале осциллоскопа 12. По такому же принципу происходит регистрация информации.по второму каналу и одновременно по двум каналам. Переключатель режима работы блока 19 установок блока 8 управления записью устанавливается в положение н2" и и1-2" соответственно.

Регистрация начнется по нажатию кнопки "Пуск" блока 14 синхронизации. Регистрация вызванных потенциалов мышцы производится, аналогично. При этом выбор параметров стимулирующих импульсов вы10

Регистрация потенциала действия (ПД) осуществляется аналогично регистрации ес-. ,тественной активности мышц.

Измерение временных характеристик

ПД проводится с помощью двух маркеров формирователя 9 изображения на- экране осциллоскопа 12. Для этого отожмем кнопку

".Пуск" блока 14 синхронизации и остановим регистрацию ПД, включим маркеры и на осциллоскопе 12 подведем их к началу и концу потенциала действия. Результат измерения — длительность ПД в миллисекундах автоматически появится на цифровых индикаторах блока 13 индикации.

Усреднение биоэлектрической активности мышц проводится по одному из каналов.

Для усреднения информации по первому каналу, например, устанавливают переключатель режима работы в положение --" Z.1".

Переключатель количества усреднений блока установок 19 блока управления записью

8 переключаем в положение

4,8„16,32,64,128,256,4096 соответственно.

Нажимают кнопку "Пуск" блока 14 синхроназации. Биопотенциалы мышц усиливаются первым усилителем,4,, преобразуются в цифровую форму аналого-цифровым преоб; разователем 6, записываются в цифровой форме в область 0 — 0,5 К буферного запоминающего блока 7 (Б3Б), воспроизводятся напервом канале осциллоскопа 12. Затем под управлением вычислительного блока 10 информация, записанная в области памяти 00,5 К БЗБ, отрабатывается по программе рекурентного линейного усреднения. Результаты усреднения записываются в ОЗУ вычислительного блока, 10,.затем переписывается в другую область памяти .(0,5-1 К)

БЗБ и воспроизводятся на втором канале осциллоскопа 12. Синхронизация записи осуществляется от задающего .генератора

16. Результат усреднения заданного количества усреднений выводится таКже на инди-каторы блока 13 индикации, Для усреднения информации по второму каналу переключатель режима работы блока 19 установок устанавливаем в положение "Z,2", Алгоритм работы устройства в.этом режиме, аналогичен алгоритму в режиме "2. 1".

Исследование состояния нервно-мык шечной передачи проводится на основании оценки отношения амплитуд вызванных ответов на четвертый и первый стимулирующие импульсы (низкочастотная стимуляция —. частота стимуляции 3. Гц) или 96 и первый стимулирующие импульсы (высокочастотная стимуляция — частота стимуляции 50 Гц) при длительности импульса стимуляции = 0,1 мс.

Исследование проводится в режиме регистрации "1". При нажатии кнопки "Ниаконаотот1711819 вому каналу суммарные биопотенциалы ра мышц преобразуются в цифровую форму, ная стимуляция" блока 14 синхронизации, а затем кнопки "Пуск" устройство автоматически выдает одноразово серию из четырех импульсов частотой 3 Гц, регистрирует по первому каналу осциллоскопа 12 вызванный ответ на четвертый стимулирующий импульс, по второму каналу на первый стимулирующий импульс, С помощью вычислительного блока 10 устройство определяет отношение амплитуд 1 в u

А4. результат выдает на индикаторы блока 13 индикации. При нажатии кнопки пВысокочастотная стимуляция" блока 14 синхронизации устройство выдает серию из 96 импульсов с частотой 50 Гц, регистрирует по первому каналу осциллоскопа 12 вызванный ответ на 96-ой импульс, по второму — на первый стимулирующий импульс, аналогично определяет отношение амплитуд — в,, выдает результат на индикатоА 96

А1 Pbl.

Измерение скорости проведения возбуждейия по двигательному нерву осуществляется в два приема, Сначала в режиме п1и производится регистрация по первому каналу устройства вызванного ответа на стимулирующие импульсы. Стимулирующие электроды накладываются у запястья, а затем в режиме "2" проводится регистрация по второму каналу вызванного ответа. Стимулирующие электроды при этом накладываются на предплечье, Отжимаем кнопку

"Пуск" и включаем маркеры формирователя

9 изображения. Измеряем длительность между двумя ответами ЛТ в мс. Скорость проведения V можно определить следующим образом Т

Л$ где S — расстояние между стимулирующими точками.

Исследование макро-потенциалов двигательных единиц проводится в режиме мТриггерный запуск" и усреднения. Для регистрации применяются поверхностный и игольчатый электроды., Игольчатый электрод, вводится в мышцу в зоне отведения биоэлектрической активности поверхностным электродом. Поверхностный электрод подключается к входу первого усилителя 4, игольчатый электрод — к входу второго усилителя 5. Переключатель режима работы блока 19 установок ставят в положение " 1" или "Х 2", нажимают кнопку "Триггерный запуск" и кнопку "Пуск" блока 14 синхронизации. Усиленные по перзаписываются в область памяти 0-05 К

БЗБ, воспроизводятся на первом канале осциллоскопа 12. Затем информация усредняется по рекурентному линейному алгоритму

5 усреднения под управлением вычислительного блока 10 и записывается в ОЗУ вычислительного блока 10. Далее усредненная информация из ОЗУ переписырается в область памяти 0,5-1 К БЗБ. Для синхрониза10 ции записи в БЗБ и воспроизведения на втором канале осциллоскопа 12 макро-потенциалов двигательных единиц на вход блока 14 синхронизации подаются с выхода второго усилителя 5 усиленные биопотенци15 алы действия двигательных единиц. Чтобы не потерять прединформацию о макро-потенциале ДЕ в связи с тем, что синхронизация производится QT выбранного уровня ПД с помощью триггерного запуска, включают

20 кнопку "Задержка" блока 14 синхронизации.

По окончании исследований на регистраторе 11 по нажатию кнопки "Регистратор", расположенной на передней панели

25 устройства, выдаются кривые биопотенциалов мышц и результаты обработки информации.

Блок 8 управления записью работает следующим образом.

30 После выбора исследователем параметров переключателей длительности развертки, режима работы и количества усреднений блока 19 установок выполняется выше описанный режим работы "Стирание", по кото35 рому формирователь 22 сигналов записи устанавливает счетчик 23 записи в нулевое состояние через R выход. После нажатия кнопки "Пуск" в блоке 14 синхронизации формирователь 22 сигналов записи через

40 управляющий выход и счетчик 23 записи начинает последовательную запись информации в буферный запоминающий блок 7.

Если пришла команда останова записи (кнопка "Пуск" выключена), то формирова45 тель 22 сигналов записи не сразу прекращает запись информации в буферный запоминающий блок 7, а только после окончания, очередной развертки, что обеспечивается подачей сигнала с дешифратора 21

50 конца записи на вход 4 формирователя 22 сигналов записи в зависимости от выбранного положения переключателя режима работы блока 19 установок. Он синхронен сигналу с выхода 1 или выхода 2 счетчика 23

55 записи. Делитель 18 частоты обеспечивает необходимую скорость записи в буферный запоминающий блок 7, пропорциональную скорости работы аналого-цифрового преобзователя 6.

1711819

Задающий генератор 16 работает следующим образом.

Сигнал от блока 14 синхронизации, кратный максимальной частоте Т макс. (равной в данном приборе 100 Гц) и синхрони- 5 эированный с моментом начала развертки . устройства, поступает на формирователь 24 импульсов. С выхода формирователя 24 им-, плуьсов сигнал поступает на перестраиваемый делитель 25 частоты, где максимальная 10 частота может быть снижена в N раз, с его выхода 1 сигнал поступает на перестраива.емый формирователь 26 длительности импульсов, где по фронту формируется сигнал запуска выходного блока 17 стимулятора 15 фиксированной длительности в диапазоне

0 05- 1 мс, сигнал с выхода 2 перестраива, емого делителя 25 частоты обеспечивает контроль правильности деления, а также одноразовый запуск выходного каскада стиму- 20 лятора по команде исследователя.

Таким образом, благодаря признакам, отличающим объект от прототипа, у него появилось новое свойство — способность анализировать скрытые-в шумах слабые вы- 25 званные биопотенциалы мышц при электростимуляции нерва, способность измерять амплитудно-временные характеристики потенциалов действия (ПД) мышц, скорость проведения возбуждения по двигательным 30 чувствительным нервам, что повышает точность диагностики нервно-мышечных заболеваний.

Ф ор мула изобретения

1. Устройство для диагностики нервно- 35 мышечных заболеваний, содержащее последовательно. соединенные ггервый электрод и первый усилитель, блок стимуляции, включающий в себя задающий генератор и выходной блок, выход которого 40 подключен к третьему электроду, блок синхронизации, осциллоскоп и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью повышения точности диагностики нервномышечных заболеваний путем анализа вы- 45 званных биопотенциалов мышц при электростимуляции нерва и характеристик потенциала действия, в него введены последовательно соединенные второй электрод и второй усилитель, аналого-цифровой преоб- 50 разователь буферный запоминающий блок, блок управления записью, формирователь изображения, вычислительный блок и реги-. стратор, при этом выход первого усилителя соединен с первым входом аналого-цифро- 55 вого преобразователя, второй вход которо/

ro подключен к выходу второго усиЛителя и первому входу блока синхронизации, первый выход которого подключен к третьему входу аналого-цифрового првобравовагвпя, группа выходов которого подключена к первой группе входов буферного запоминающего блока, вторая группа входом которого подключена к первой группе выходов формирователя иэображения, третья группа входов — к первой группе выходов вычислительного блока, а четвертая группа входов— к первой группе выходов блока управления записью, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов вычислительного блока, вторая группа входов которого подключена к группе выходов блока синхронизации, второй — шестой выходы которого подключены к входам синхронизации формирователя изображения, буферного запоминающего блока, вычислительного блока, блока управления записью и задающего генератора соответственно, третья группа входов вычислительного блока подключена к второй группе выходов формирователя изображения, третья группа выходов которого подключена к осциллоскопу, кроме того, формирователь иэображения, буферный запоминающий блок и вычислительный блок соединены между собой шиной обмена данных, вторая и третья группы выходов вычислительного блока подключены к группам входов регистратора и блока индикации соответственно„управляющий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом управления блока управления записью, второй вход управления которого подключен к соответствующему выходу вычислительного блока, а управляющий выход блока управления записью подключен к первому управляющему входу буферного запоминающего блока, второй и третий управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам вычислительного блока, а второй выход задающего генератора соединен с вторым входом блока синхронизации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления записью содержит делитель частоты, вход которого является вторым входом управления блока управления записью, блок установок, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, дешифратор, первый, второй и третий входы которого подключены к первому, второму и третьему выходам блока установок соответственно, дешифратор конца записи, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами дешифратора соответственно, формирователь сигналов записи, первый вход которого является первым входом управления блока управления записью, второй вход — входом синхронизации блока. управления

1711819

50

55 записью, третий вход подключен к третьему выходу дешифратора, четвертый вход — к выходу дешифратора конца записи, а пятый вход- к четвертому выходу блока установок, и счетчик записи, вход синхронизации кото- 5 рого подключен к первому выходу формирователя сигналов записи и входу синхронизации блока установок, вход сброса соединен с вторым выходом формирователя сигналов записи, третий выход 10 которого является управляющим выходом блока управления- записью, третий вход счетчика записи llîäêëe÷åн к пятому выходу блока установок, первый и второй выходы счетчика -записи подключены:к третьему и 15 четвертому входам дешифратора конца записи соответственно, а группа выходов счетчика записи является первой группой выходов блока управления записью, второй группой выходов блока управления записью является группа выходов дешифратора.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- . с я тем, что задающий генератор содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого является входом задающего генератора, перестраиваемый делитель частоты и перестраиваемый формирователь длительности импульсов, выход ко-. торого является первым выходом задающего генератора, а выход перестраиваемого делителя частоты является вторым выходом задающего генератора.

1711819

14

45

Составитель А. Фальцман

Техред М. Моргентал Корректор О. Кундрик .

Редактор Н. Шитев

Произеодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 481 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5